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Luftverdichtende Brennkraftmaschine, insbesondere Dieselmaschine Die
Erfindung bezieht sich auf luftverdichtende Brennkraftmaschinen, insbesondere Dieselmaschinen,
die beim Anlassen als gemischverdichtende Maschinen mit einem Gemisch von Luft und
leichtflüchtigem Brennstoff arbeiten.
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Bei diesen Maschinen wird beim Anlassen eine niedrige Verdichtung
angewendet und das Brennstoffluftgemisch mittels eines elektrischen Funkens gezündet
und anschließend auf den normalen Betrieb, bei dem Luft in den Arbeitszylinder eingeführt
und hoch verdichtet wird, übergegangen.
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Bisher wurde die für den Betrieb als luftverdichtende Maschine vorgesehene
Luftzuführungsleitung auch für die Zuführung des für das Anlassen zugeführten Brennstoffluftgemisches
benutzt. Jedoch ist diese Lösung nicht einwandfrei, denn die Lufteinlaßleitung für
den Dieselbetrieb muß einen verhältnismäßig großen Durchmesser haben, um der Luft
ein möglichst reibungsloses Hindurchströmen zu gestatten. Für den Einlaß des Brennstoffluftgemisches
beim Anlassen ist jedoch eine so große und weite Leitung nachteilig, da dann die
Brennstoff- und Luftteilchen infolge verhältnismäßig geringer Geschwindigkeit sich
nicht genügend miteinander vermischen. Außerdem ergibt sich hierbei der Nachteil,
daß Brennstoffteilchen, die sich beim Anlassen infolge der verhältnismäßig geringen
Geschwindigkeit des Brennstoffluftgemisches im Lufteinlaß abgesetzt haben, später
beim Dieselbetrieb mit der Luft in den Zylinder mitgerissen werden und dort zu Frühzündungen
Anlaß geben, die mit dem bekannten Knallen verbunden sind.
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Diese Übelstände zu beseitigen, ist der Zweck der Erfindung, und zwar
kennzeichnet sich die Erfindung dadurch, daß an die Einlaßöffnung am Kopf eines
jeden Arbeitszylinders zwei getrennte Einlaßleitungen angeschlossen sind, von denen
die eine ausschließlich von Luft und die andere ausschließlich von Gemisch durchströmt
wird und daß die Luftleitung beim Gemischbetrieb und die Gemischleitung beim Dieselbetrieb
abgeschlossen ist. Jeder Betriebsart ist also eine selbständige Einlaßleitung zugeordnet,
die den jeweiligen Erfordernissen genau angepaßt werden kann, und: darin ist der
Hauptgedanke der Erfindung zu erblicken.
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Zweckmäßig kann man natürlich die beiden Leitungen möglichst dicht
zusammenlegen und gegebenenfalls auch die Gemischleitung innerhalb der Luftleitung
anordnen, wobei es dann möglich ist, beide Leitungen in einem gemeinsamen Gußstück
auszubilden. In diesem Fall ist es dann möglich, beide Leitungen durch ein Wechselventil
derart zu steuern, d'aß jeweils. die eine geöffnet, die andere dagegen abgeschlossen
ist.
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Weitere Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung.
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In den Zeichnungen sind zwei Ausführungsbeispiele dargestellt, und
zwar zeigt Abb. z eine Seitenansicht des Zylinderblockes einer üblichen Brennkraftmascnine
mit
dem Einlaßsystem, welches nach der Erfindung ausgebildet ist.
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Abb. 2 ist ein Schnitt nach der Linie 2-2 in Abb. i.
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Abb. 3 ist ein Schnitt nach der Linie 3-3 in Abb. i.
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Abb. 4 zeigt eine zweite Ausführungsform. Abb. 5 ist ein Schnitt nach
der Linie 5-5 in Abb. 4 und Abb.6 ist eine vergrößerte Teilansicht einer Einzelheit,
und zwar des Vergaserabschlusses gemäß Abb. 4.
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Die in Abb. i dargestellte Maschine zeigt den üblichen Zylinderblock
io mit dem Zylinderkopf i i und eine dreiteilige Auspuffleitung 12, die an den Auspufftopf
13 angeschlossen ist. Es sind Hilfsverdichtungskammern i4 vorgesehen, mit deren
Hilfe die Verdichtung für den Betrieb mit Gemisch von flüchtigem Brennstoff und
Luft gesenkt wird. Die Mittel, mit denen. die Senkung der Verdichtung weiter vorgenommen
wird, sind nicht angegeben, da sie nicht zur Erfindung gehören und andererseits
an sich bekannt sind. Eine Querwelle 15 ist angedeutet, welche einen Teil des Getriebes
zum Umschalten vom Betrieb mit Gemisch auf den Dieselbetrieb bildet.
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Ein Gußstück 16 bildet die Einlaßleitung und ist in üblicher Weise
mit dem Maschinenblock verbunden. Diese Einlaßleitung besteht aus zwei voneinander
unabhängigen Leitungen, von denen die im nachfolgenden als innere bezeichnete Leitung
im Längsschnitt gemäß Abb. 3 dichter am Maschinenblock liegt als die als äußere
bezeichnete. Die innere Leitung ist bei diesem Ausführungsbeispiel die Hauptlufteinlaßleitung
für den Dieselbetrieb. Sie besteht aus einem aufsteigenden Teil 17 und zwei Abzweigungen
18, die, wie sich aus Abb. z und 3 ergibt, mit den Einlaßöfnungen i9 verbunden sind.
Die zweite, also äußere Leitung bildet die Führung für das Gemisch und besteht aus
einem aufsteigenden Teil 2o und zwei Zweigleitungen 21. Beide Hauptleitungen sind
innerhalb des einheitlichen Gußstückes 16 angeordnet und durch eine Wand 22 getrennt.
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Die Zweigleitungen 21 für das Gemisch münden in der Nähe der Hauptluftleitungsmündungen
mit Öffnungen 23, die in der gemeinsamen Wand 22 vorgesehen sind, und an diese Mündungen
sind kegelige Blechglieder 24. gasdicht angeschlossen, die sich durch die Hauptleitung
hindurch bis zu den Einlaßöffnungen des Maschinenblockes erstrecken. Die Glieder
stehen in einem bestimmten Abstand von den Wänden der Öffnungen und werden nur so
groß gemacht und so geformt, daß sie möglichst keinen hemmenden Einfluß auf die
in der Hauptleitung strömende Luft während des Dieselbetriebes ausüben. Ein Schild
25 zwischen der Mündung der Luftleitung und der Einlaßöffnung der Maschine ist zweckmäßig
mit einer nach unten ragenden Rippe versehen, welche die Unterseite des Gliedes
24 umgibt. Hierdurch wird verhindert, daß etwa Gemischteilchen zurück in die Lufteinlaßleitung
fließen.
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Quer durch die beiden aufrecht führenden Leitungen 17 und 2o ist eine
Welle 26 vorgesehen, die innerhalb der Leitungen Ventilklappen 27 und 28 trägt,
die etwa um einen Winkel von 9o ° gegeneinander versetzt sind, so daß je nach der
Einstellung der Welle stets da§ eine Ventil geschlossen ist, wenn das andere ofensteht.
Da diese Ventilldappen gewöhnlich etwa oval ausgebildet sind, so daß sie sich winklig
in die Leitungen hineinlegen, beträgt der Versetzungswinkel zwischen beiden Klappen
nicht ganz 9o°.
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An der Welle 26 ist starr ein Hebel 29 befestigt, welcher über eine
Gelenkstange 3o nachgiebig an einen Hebelarm 3 1 der Welle 15 angeschlossen
ist. Hierdurch kann also die Hauptluftleitung für den Dieselbetrieb abgeschlossen
werden, wenn die Umschaltung auf Betrieb mit Gemisch vorgenommen wird, und ebenso
kann durch eine Drehung nach der anderen Seite die Gemischleitung abgeschlossen
werden, wenn nach dem Anlassen der Übergang auf den Dieselbetrieb erfolgen soll.
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An .dem die doppelte Einlaßleitung bildenden Gußstück ist ferner ein
einheitliches Gußstück 32 befestigt, zweckmäßig mit Hilfe von Flanschen 33 und 34,
welches eine Lufteinlaßleitung 35 und eine Leitung 36 aufweist, die mit dem Auslaßende
des Vergasers 37 verbunden ist. Dieser Vergaser kann von irgendeiner beliebigen
Art sein und ist finit dem Lufteinlaß 38 versehen.
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Die Wirkungsweise dieser Ausführungsform ergibt sich ohne weiteres
aus der Zeichnung.
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Gemäß Abb.3 ist das Venti128 geöffnet und demzufolge auch das Ventil
27 geschlossen, .d. h. also, es ist die Stellung gezeigt, bei welcher das
Anlassen der Maschine vor sich geht. Das innerhalb des Vergasers 37 gebildete Gemisch
wird durch den Einlaß 36, die aufsteigende Leitung 2o und die Zweigleitungen 2 1
durch die Blechtrichter 24 den Einlaßöfnungen der Maschine zugeführt. Diese Gemischleitung
hat einen verhältnismäßig kleinen Querschnitt, so daß .die erforderliche hohe Gemischgeschwindigkeit
erreicht wird, um eine gute Verteilung und Zerstäubung des Brennstoffes zu sichern
und zu verhindern; daß Brennstofftröpfchen mitgeführt werden bzw.- sich an den Wandungen
ansetzen. Infolge der besonderen Anordnung
der Blechtrichter 24
und ihrer Stellung zu den Einlaßöffnungen der Maschine wird das Gemisch unmittelbar
in die Maschine selbst hineingebracht, so daß kein flüchtiger Brennstoff in die
Lufteinlaßleitung für den Dieselbetrieb gelangen kann. Wenn auf diese Weise die
Maschine in Gang gekommen ist und sich bei dem Betrieb mit Gemisch genügend angewärmt
hat, wird die Welle 15 mit Hilfe eines geeigneten Getriebes gedreht, so daß sich
dann das Venti128 schließt, während das Ventil 27 geöffnet wird. Die Gemischleitung
wird dann abgeschlossen, so daß jetzt Luft durch die innere Leitung für den Betrieb
mit Verdichtung in die Maschinen gelangen kann.
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Bei dem in den Abb. 4, S und 6 dargestellten Beispiel sind die Einlaßöffnungen
der Maschine nicht angegeben. Die Mündungen der Einlaßleitungen können an den Einlaßöffnungen
der Maschine befestigt werden. Auch hier bestehen wieder die Einlaßleitungen aus
einem einheitlichen Gußstück 39, welches zwei voneinander unabhängige Stränge führt.
Hier liegt die Luftleitung außen und besteht aus einem aufsteigenden Teil 40 und
den Zweigleitungen 41, die gegenüber den Einlaßleitungen .der Maschine münden. Innen
liegt die Gemischleitung mit dein aufsteigenden Teil 42 und den Zweigleitungen 43.
Die Zweigleitungen 43 liegen dicht an den Mündungen der Zweigleitungen 41 der Luftleitung
und werden durch abgeflachte Öffnungen q.q., gebildet durch eine gemeinsame Zwischenwand
45, welche das Gußstück in die beiden Leitungen teilt, dargestellt. Die unteren
Wandungen 41' des Gußstückes bilden dabei die andere Wand dieser Leitung. Die Zwischenwand
45 ist, wie es sich deutlich aus den Zeichnungen ergibt, in der Richtung der Mündung
so umgebogen, daß sie dem Luftdurchfluß durch die Hauptluftleitung einen möglichst
geringen Widerstand entgegensetzt, wenn die Maschine nach dem Anlassen im Dieselbetrieb
arbeitet.
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Infolge der Anordnung der Gemischleitung innen von der Hauptluftleitung
ist es nicht möglich, daß Brennstofftröpfchen etwa zurück in die Luftleitung fliegen
oder sich an den Wandungen der Luftleitung festsetzen. Wenn irgendein Brennstofftröpfchen
sich an der Mündung ansetzen sollte, wird es doch infolge der Ausbildung der Mündung
und der Anordnung der Leitungen immer das Bestreben haben, in die Gemischleitung
42 zurückzufallen.
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Auch hier erstreckt sich quer durch die aufrechtführenden Leitungen
40 und 42 eine Welle 46, welche die Ventilklappe 47 und 48 innerhalb der Leitungen
trägt. Auch diese Klappen sind wieder etwa rechtwinklig zueinander versetzt, so
daß jeweils die eine Leitung geschlossen ist, wenn die andere geöffnet wurde. An
der Welle 46 ist starr ein Glied 49 befestigt mit Hebelarmen So und 5i. Der Hebelarm
51 ist gelenkig an eine Stange 5z angeschlossen, die sich nach oben erstreckt und
dort z. B. durch ein ähnliches Getriebe wie bei der ersten Ausführung betätigt werden
kann. Der Hebelarm So ist gelenkig an eine Stange 53 angeschlossen, die nach unten
geführt ist, wie es aus Abb..4 erkennbar ist, und gleitend in einer Öffnung 5_1
liegt, die in einem Kniehebel 55 vorgesehen ist. Dieser Kniehebel ist an
einem Ausleger 56 in der Nähe der Einlaßseite 57 des Vergasers 58 gelagert.
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An der Stange 53 ist ein Anschlag 53' vorgesehen, der zur Anlage an
den Kniehebel kommen. kann, wenn die Stange nach oben gezogen wird. Das andere Ende
des Kniehebels ist gelenkig mit einer Klappe 59 verbunden, die sich auf die Einlaßöffntmg
57 des Vergasers legen kann, um diese Öffnung abzuschließen. Der Vergaser 58 sitzt
an der Leitung 6o des Gußstückes 61. Durch Flansche 62 und 63 wird dieses Gußstück
6i an das Leitungsgußstück 39 angeschlossen. Die Leitung 6o setzt sich in dem aufsteigenden
Teil 62 fort. Eine weitere Leitung 64 in diesem Gußstück 61 läuft in die aufsteigende
Leitung 4o aus und bildet den. Einlaß für die Hauptluftleitung.
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Die Arbeitsweise auch dieser abgeänderten Ausführungsform ist im wesentlichen
die gleiche, wie es bereits bei der ersten ausführlicher angegeben worden ist. In
den Abb. 4 bis 6 ist die Welle 46 in einer solchen Stellung angegeben, in der das
Ventil 47 geöffnet, das Ventil 48 dagegen abgeschlossen ist, d. h. also, daß bei,
dieser Stellung die Maschine im Dieselbetrieb arbeitet, so daß durch die Leitung
40, 41 Luft in die Maschine geführt wird. Da die Gemischleitung abgeschlossen ist,
ist auch der Deckel 59 auf dem Einlaß 57 des Vergasers 58 geschlossen. Dieser Deckel
auf dem Einlaß des Vergasers verhindert nicht nur das Eintreten von Luft, sondern
auch das Absetzen von Staub innerhalb des Vergasers. Das ist insbesondere deshalb
wichtig, weil bei derartigen Anlagen, bei denen der Vergaser nur zum Anlassen gebraucht
wird, besondere Luftfilter im allgemeinen nicht vorgesehen werden.
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Wenn nun die Maschine nach dem Stillstand wieder angelassen werden
soll, wird durch Bewegen der Stange 52 die Stellung der Ventile umgekehrt, so daß
also das Ventil 58 geöffnet und das Ventil 47 geschlossen wird. Bei dieser Umkehrung
der Ventilstellung, d. h. also Drehung .der Ventilwelle 4.6, wird auch über den
Hebelarm So die
Stange 53 nach oben gezogen und demzufolge auch
der Deckel 59 vom- Vergasereinlaß abgehoben. Es tritt dann Gemisch durch die Leitung
42 und die Zweigleitungen 43 in die Maschine ein, und etwa sich sammelnde Brennstofftröpfchen
werden unbedingt wieder in diese Gemischleitung zurückfallen.